高中数学说题
“教师说题”是近年来新兴的一项教研活动。概括地说:“说题”是指执教者在精心做题的基础上,阐述对题目解答时所采用的思维方式、解题策略及依据,进而
总结
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出经验性解题规律。说题通过“做题、想题、改题、编题、说题”等一系列活动,将教师的“教”、学生的“学”与研究“考试命题”三者结合。开展说题活动能促进教师加强对试题的研究,从而把握考题的趋势与方向,用以指导课堂教学,提高课堂教学的针对性和有效性。
“说题”不同于以往的“说课”,从“说课”到“说题”,没有了“探”的束手束脚,直接进入了“究”的境界,让你有种一步跨进课的最深处的感觉,是教研活动的极大的进步。
一、“说题”要注重“题”的选择
美国数学家哈尔斯说:“问题是数学的心脏”。没有好的问题就没有异彩纷呈的数学,没有好的问题去引领学生的学,就没有数学课堂的精彩。教师教的“有效”要通过“好题”的深入浅出,落实学生学的“有效”。说题的内涵不是“拿嘴拿题来说”,而是“用心用题去教”。因此,说题中的“题”更要精选,这个“题”,应该是“一只产金蛋的母鸡”。
二、“说题”之“五说”
教师说题不能仅停留在“从解题角度说题”这种浅表的意义上,要从“构建主义的教学观点上看说题”。我个人认为,应从这样的五个方面进行“说题”。即一说“题目立意”、二说“试题解法”、三说“数学思想
方法
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”、四说“背景来源”、五说“拓展引申”。
说 题 稿
东北育才学校 王成栋
问题出处:2011年高考数学辽宁理科第21题
已知函数
.
(I)讨论
的单调性;
(II)设
,证明:当
时,
;
(III)若函数
的图像与
轴交于
两点,线段
中点的横坐标为
,证明:
.
说题目立意
(1)考查求导公式(包括形如
的复合函数求导)及导数运算法则;
(2)考查对数的运算性质;
(3)导数法判断函数的单调性;
(4)考查用构造函数的方法证明不等式;
(5)考查分类讨论、数形结合、转化划归思想。
说解法
(Ⅰ)解:
的定义域为
, (解决函数问题,定义域优先的原则)
(常见函数的导数公式及导数的四则运算)
(ⅰ)若
则
,所以
在
单调递增;
(ⅱ)若
则由
得
,
当
时,
,当
时,
(导数法研究函数单调性,涉及分类讨论的思想)
单调递增,在
单调递减.
综上,当
时,
在
单调递增;
当
时,
单调递增,在
单调递减.
归纳
小结
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:本小问属导数中常规问题,易错点有二:易错点一是忽略函数的定义域,易错点二是分类讨论的分类标准的选取。
(II)分析:函数、导数综合问题中的不等式的证明,主要是构造函数的思想,利用所构造的函数的最值,来完成不等式的证明。形如“
”的不等式叫二元的不等式,二元不等式的证明主要采用“主元法”。
解析:方法一:构建以
为主元的函数
设函数
(构造函数体现划归的思想)
则
,(这是本题的难点,很多学生不知要吧
朝何方象化简,由于要利用导数法求最值,所以应朝有利于求导的方向化简,另外考试大纲中明确对复合函数求导,只需掌握
型。)
(
型的复合函数求导)
当
.
故当
,
方法二:构建以
为主元的函数
设函数
,则
由
,解得
当
时,
,而
,所以
故当
,
归纳小结:无论是方法一还是方法二都采用了构造函数法证明不等式,解题中都体现了将不等式证明问题划归为函数最值的划归思想。
(Ⅲ)分析:判断
的正负,由(Ⅰ)中单调性,可知,即确定
与
的大小关系,又可等效成判断
与
的大小关系,根据(Ⅱ)中不等式可确定
与
的大小关系,结合(Ⅰ)中
单调性,问题迎刃而解。
解:由(I)可得,当
的图像与x轴至多有一个交点,
故
,从而
的最大值为
不妨设
(结合图象分析更方便)
由(II)得
(注意前后两问的衔接)
又
在
单调递减
所以
(利用函数性质脱掉函数符号)
由(I)知,
归纳小结:本小问解决主要是建立在第(Ⅰ)(II)问的基础之上的,分析问题中注意数形结合,解题时要有“回头看”的意识。完成本问很难说学生究竟用了什么方法,需要学生要对所学过的知识、方法要做到完全融会贯通,达到以“无法胜有法,以无招胜有招的境界,才有机会解决这个问题,是考查学生综合能力的体现。
说数学思想方法
数学思想:(1)分类讨论思想 (2)转化划归思想 (3)数形结合思想
数学方法 :(1)导数法确定函数单调性 (2)构造函数法证明不等式
说试题背景来源
我认为,2011年辽宁省高考数学理科21题的题源与命题思想有两处:一方面来源于09、10年辽宁省高考数学理科第21题,另一方面来源于10年天津高考数学理科21题,首先将11年辽宁省理科21题与09、10年辽宁理科21题对比分析:
2009——2011年,辽宁省理科数学第21题,均考查函数、导数、不等式的综合试题,从这三道试题来看,不难看出辽宁省高考数学命题在命题思路上继承与创新。
首先从题干上分析:
09年辽宁省理科21题题干:
10年辽宁省理科21题题干:
11年辽宁省理科21题题干:
这三年都以
型出现,其中
为对数
的形式,
为二次函数型。略有不同的的是参数
出现的位置稍有不同。
另外,从问题的初始问来看,均考查含参数的单调性的讨论,应该说,这是课改后辽宁高考数学在这类试题上命题思路上的延续与继承。
从这三年的最后一问来看,
09年(II)证明:若
,则对于任意
有
10年(II)设
.如果对任意
,
,求
的取值范围.
11年(II)若函数
的图像与
轴交于
两点,线段
中点的横坐标为
,证
明:
.
09年与10年问题本质相同,都是割线斜率或斜率的绝对值大于或大于等于某一常数(就是函数在某点处的导数),稍有不等同的只是问题形式,09年是不等式证明题,10年为不等式恒成立问题。11年在09年、10年基础之上有所创新与发展,将割线斜率变成了导数小于0,其实
中的“0”在本题中仍为割线斜率,即曲线的割线
的斜率为0,由此我们不难看出,出题人的命题思想与意图。
另外,我们再来研究10年天津高考数学理科21题
已知函数
.
(Ⅰ) 求函数
的单调区间和极值;
(Ⅱ)已知函数
的图象与函数
的图象关于直线
对称.证明当
时,
;
(Ⅲ)如果
且
证明
.
与辽宁试题相比较,不同之处在函数种类不同,问题的实质及解法完全相同。
一般来说,高考试题来源可能有四个方面:一教材试题,二经典试题的改编,三往年高考试题的改编,四竞赛或高等数学试题的下放。通过以上两个方面对试题来源的分析,我们有充分的利由认为11年辽宁省试题来源于往年高考试题的改编。
题目的几何背景:
任何抽象的代数形式背后,都有其深刻的几何背景,本题的几何背景
无论是函数
还是
其实都是先减后增的单峰函数,利用图象的对称平移变化,就能出现在
的指定的某一范围下,
两函数图象的端点处的函数值相同,图象有高低,也就产生了我们的试题中的第(II)问。由于
为单峰函数,图像关于直线
(
为函数的极值点)不对称,导致直线
(或
轴)与曲线相交时,交点
到直线
的距离不等,进而出现
重点
在
的右侧,也就出现试题中的第(III)问。
说问题变式与拓展
对于一个试题的变式无外乎从这两个方面入手,对其加以变式,一对题目的条件加以变式、二对题目的结论加以变式。基于以上想法,我主要从以下几个方面对试题加以变式。
问题变式一:已知函数
.
(III)若函数
的图像与直线
交于
两点,线段
中点的横坐标为
,证明:
.
编题意图:将特殊直线
(或
轴)变成一般的直线
,体现从特殊到一般。
问题变式二:已知函数
,
(III)若函数
的图像与
轴交于A,B两点,线段AB中点的横坐标为
,证明:
.
编题意图:要解决的问题不变,改编的是原函数,通过添加参数来改编试题,改变试题的难度。
问题变式三:已知函数
(1)求
的单调区间;
(2)求证:
(3)设图象与直线
的两交点分别为
,
中点横坐标为
证明:
编题意图:跳出所给函数,尝试在新函数下改编问题。
问题变式四:已知函数
,若函数的图象与
轴交于两点
、
,且
.
若正常数
满足
.求证:.
编题意图:将中点变成任意分点,来改编试题。